CC BY
19
Синдирева А.В., Седукова Н.В., Шойкин О.Д. Оценка содержания микро- и макроэлементов в почве в условиях применения хрома под столовую свеклу // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2018. -№1 (12) январь - март. - URL http://e-journal.omgau.rU/images/issues/2018/1/00562.pdf. - ISSN 2413-4066
УДК 631.811
Синдирева Анна Владимировна
Доктор биологических наук, доцент ФГБОУВО Омский ГАУ, г. Омск sindireva72 @mail.ru
Седукова Наталья Валентиновна
Аспирант
ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск [email protected]
Шойкин Олжас Даулетжанович
Кандидат сельскохозяйственных наук ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск [email protected]
Оценка содержания микро- и макроэлементов в почве в условиях применения хрома под столовую свеклу
Аннотация: Представлены результаты полевого опыта по оценке влияния хрома на химический состав почвы. Изучено накопление микроэлемента в почве в зависимости от дозы внесения. С помощью установленной математической закономерности возможен прогноз содержания подвижного хрома в лугово-черноземной почве в зависимости от дозы его поступления. Дана оценка влияния различных доз хрома на содержание химических соединений в почве в период всходов и уборки растений свеклы столовой. Изменения показателей содержания макроэлементов в почве при внесении различных доз хрома не показали четкой зависимости, поэтому следует сделать вывод, что антропогенное поступление хрома не оказывает значительного воздействия на содержание нитратного азота, подвижных форм фосфора и калия.
Ключевые слова: столовая свекла, хром, азот, фосфор, калий, почва.
В связи с постоянным ростом темпов химического воздействия человека на биосферу весьма актуальными в настоящее время стали вопросы локального, регионального и глобального загрязнения природной среды тяжелыми металлами [1]. Все основные циклы миграции тяжелых металлов в биосфере начинаются в почве, потому что именно в ней происходит мобилизация металлов и образование различных миграционных форм. Почва (её тонкодисперсные частицы и органическое вещество) - важнейший фактор, регулирующий поступление тяжелых металлов в растения. Она служит естественным барьером на пути тяжелых металлов и сдерживает их поступление в растения и в сопредельные среды.
Микроэлемент хром относят к особо токсичным, поэтому необходимо проводить регулярные наблюдения за источниками поступлений этих элементов в почвы, за уровнем
содержания их в почвах, растениях, продуктах питания, питьевых водах. В связи с этим была поставлена цель исследования: определить влияние хрома на химический состав лугово-черноземной почвы.
В 2014-2016 гг. был проведен полевой опыт на опытном поле Омского ГАУ по исследованию влияния хрома на химический состав почвы, урожайность и качество овощных культур в четырехкратной повторности с систематической последовательностью размещения вариантов по следующей схеме: 1) фон, 2) фон+ Сг 7кг/га, 3) фон+
Сг14 кг/га, 4) фон+ Сг28 кг/га.
Опыт является мелкоделяночным, площадь одной делянки 1 м2.
В качестве фона для свеклы выступали азот 45 и фосфор 90. Дозы хрома рассчитаны с учетом установленных ПДК для подвижных форм их в почве. Использовали дозы, соответствующие 0,5, 1 и 2 ПДК.
В таблице 1 показано накопление хрома в почве в зависимости от дозы внесения.
Таблица 1 - Содержание подвижного хрома в лугово-черноземной почве, мг/кг в
зависимости от дозы его применения
Вариант Содержание хрома, мг/кг
Фон 0,22
Фон+Сг7 кг/га 0,28
Фон+Сг14 кг/га 0,32
Фон+Сг28 кг/га 0,95
ПДК 6,0
Согласно данным таблицы 1, содержание подвижного хрома в лугово-черноземной почве в условиях антропогенного воздействия не превышало ПДК.
Зависимость содержания хрома от дозы внесения, представлена формулой (1):
у = 0,0265х + 0,118, г = 0,91 (1)
Установлен коэффициент Ь, который показывает прямую зависимость - с каждой дозой внесения хрома, увеличивается содержание микроэлемента в почве на 0,0265.
С помощью установленной математической закономерности возможен прогноз содержания подвижного хрома в лугово-черноземной почве в зависимости от дозы его поступления.
Полевые опыты с удобрениями являются основой для определения потребности растений в элементах питания [2,3]. Питательные вещества растения получают из почвы, поэтому важно знать количество и состав питательных веществ [4].
На рисунке 1 представлены результаты влияния различных доз хрома на содержание химических соединений в почве в период всходов свеклы столовой.
_ 120 и а
| 100 а
| 80
£ и 5 £
и э
и
Фон (Г\!45Р90) Фон+Сг7 ФОН+СП4 Фон+Сг28 кг/га кг/га кг/га
Варианты опыта
I N-N03 [ Р205 К20
Рисунок 1 - Содержание химических соединений в почве в опыте со столовой свеклой
(всходы, 0-30 см)
Для нормального роста и развития растений необходимы различные элементы питания.
Азот - один из основных элементов, необходимых для растений. Он входит в состав всех белков (содержание его колеблется от 15 до 19%) нуклеиновых кислот, аминокислот, хлорофилла, ферментов, многих витаминов, липоидов и других органических соединений, образующихся в растениях [4].
В опыте со свеклой, в период всходов растений, при внесении раствора хрома с концентрацией 7 и 14 мг/кг, наблюдается тенденция к повышению содержания нитратного азота на 3% и 11,5 % соответственно по сравнению с фоном. Внесение хрома с концентрацией 28 мг/кг способствовало уменьшению нитратного азота на 9%.
В целом следует отметить, что хром существенно не повлиял на содержание нитратного азота в почве [6,7,8,9].
Фосфор способствует повышению зимостойкости растений, ускоряет их развитие и созревание, стимулирует плодоношение, благоприятствует интенсивному нарастанию корневой системы, чем повышает их засухоустойчивость. Растения наиболее чувствительны к недостатку фосфора в самом раннем возрасте, когда их слаборазвитая корневая система плохо усваивает питательные вещества. Устранить отрицательное воздействие недостатка фосфора в этот период последующим обильным снабжением растений фосфором практически невозможно. Важную роль играет фосфор при образовании плодов. Его недостаток в этот период тормозит развитие растений и задерживает их созревание, снижает урожай и ухудшает его качество. Растения при недостатке фосфора резко замедляют рост, их листья приобретают сначала с краев, а потом по всей поверхности сизо-зеленую (серо-зеленую), пурпурную или красно-фиолетовую окраску, что проявляется на нижних листьях обычно в начальный период развития [2,4].
В период всходов свеклы столовой, содержание оксида фосфора при внесении хрома увеличивается в варианте 7 и 14 мг/кг на 6 и 7% соответственно по сравнению с фоном. Незначительное снижение оксида фосфора отмечается при дозе внесения хрома 28 мг/кг.
Калий играет весьма разнообразную роль в жизни растений: поддерживает необходимый водный режим в них, способствует образованию сахаров и накоплению их в товарной части продукции, повышает морозо- и засухоустойчивость, снижает поражаемость заболеваниями. При скудном питании калием в растении происходит его перераспределение: из старых органов он переходит в более молодые, способствуя их развитию. При недостатке калия угнетается развитие плодов [5,10].
В опыте со свеклой содержание оксида калия уменьшилось на 3% при внесении хрома 7 и 14 мг/кг и на 5% при 28 мг/кг по сравнению с фоном. Таким образом, не отмечено значительного снижения подвижного калия в результате применение микроэлемента хрома.
Внесение различных доз хрома и содержание химических соединений в почве в период уборки растений свеклы столовой представлены на рисунке 2.
120
S 100
о 80
£ ^
ы >
а Ь
60
40
20
и
N-N03
Р205 К20
Фон (N45P90) Фон+Сг7 Фон+Сг14 Фон+Сг28 кг/га кг/га кг/га
Варианты опыта
Рисунок 2 - Содержание химических соединений в почве в опыте со столовой свеклой
(уборка, 0-30 см)
В период уборки содержание нитратного азота уменьшается по сравнению с фоновым содержанием на 9 %, при дозе внесения хрома 28 мг/кг. В остальных случаях произошло незначительное увеличение содержания нитратного азота в почве. Максимальное содержание азота отмечено при дозе внесения 14 мг/кг, при этом увеличение составило 8% и незначительное увеличение при внесении 7 мг/кг - на 0,4%. Таким образом, четкой зависимости между уровнем доз внесения хрома и содержанием нитратного азота не установлено.
В данный период наблюдается накопление оксида фосфора в почве. При лозе хрома 14 кг/га уровень подвижной формы фосфора на 13% выше фонового содержания. При дозе 28 кг/га содержание фосфора составляет 117,55 мг/кг, что тоже превышает фоновый показатель на 4%.
В период уборки свеклы содержание оксида калия увеличилось на 5% при внесении 7 мг/кг хрома. В других случаях содержание калия ниже фонового, на 10% при 14 мг/кг и на 12,5% при внесении 28 мг/кг макроэлемента.
Изменения показателей содержания макроэлементов в почве при внесении различных доз хрома не показали четкой зависимости, поэтому следует сделать вывод, что антропогенное поступление хрома не оказывает значительного воздействия на содержание нитратного азота, подвижных форм фосфора и калия.
Ссылки на источники
1. Поползухина Н.А. Реализация концепции экологического образования в интересах устойчивого развития /Н.А. Поползухина, А.В. Синдирева // Технологическое образование и устойчивое развитие региона. - 2010. - Т. 1. -№ 1-1 (1). - С. 189-194.
2. Ермолаев, О. Т. Фосфор: трансформация в почве, поглощение растениями: монография / О. Т. Ермолаев. - Тюмень, 2007. - 352 с.
3. Ермохин, Ю. И. Диагностика потребности культурных растений в удобрениях с учетом характеристики почв и экологических условий формирования : учеб. пособие / Ю. И. Ермохин, Н. М. Невенчанная, Н. Н. Тищенко. - Омск: Вариант-Омск, 2012. - С. 19-20.
4. Ермохин, Ю. И. Современные подходы к диагностике азотного питания и применение азотных удобрений: методические рекомендации / Ю. И. Ермохин, В. М. Красницкий. - Омск: Вариант-Омск, 2009. - 28 с.
5. Ермохин, Ю. И. Управление почвенным плодородием и питанием культурных растений в 4 томах / Ю.И. Ермохин. - Омск: Литера, 2014 - Т.2.: Моделирование и оптимизация режима минерального питания и качества зерновых и овощных культур в условиях Западной Сибири и Северного Казахстана. - С. 249-250.
6. Синдирева А.В. Влияние селена на показатели качества рапса ярового в условиях южной лесостепи Омской области /Синдирева А.В. //Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. - 2011. - № 4. - С. 89-95.
7. Синдирева А.В., Красницкий В.М., Ермохин Ю.И. Региональные особенности кадмия и цинка в почвах Омской области / Плодородие. -2012. -№ 1. - С. 4750.
8. Синдирева, А. В. Критерии и параметры действия микроэлементов в системе почва-растение-животное: дис. д-ра биол. наук: 03.02.08 / Синдирева Анна Владимировна. - Омск, 2012. - 462 с.
9. Синдирева А.В. Эколого-токсикологическая оценка действия кадмия, цинка, селена в условиях южной лесостепи Омской области / Вестник Красноярского государственного аграрного университета. -2011. -№ 10. - С. 118-122.
10. Шойкин О. Д. Диагностика и оптимизация минерального питания пустырника пятилопастного (Leonurus quinquelobatus Gilib.) на лугово-черноземной почве Западной Сибири: дис. канд. с.-х. наук: 06.01.04. / Шойкин Олжас Даулетжанович. - Омск, 2013. - 205 с.
Anna Sindireva
Doctor of Biological Sciences, Associate Professor FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Natalia Sedukova
Post-Graduate Student FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Olzhas Shoykin
Candidate of Agricultural Sciences FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Estimation of Micro-And Macroelements Content in Soil under the Conditions of Chromium
Application for Nutrition of Table Beet
Abstract: The results of field experience in assessing the effect of chromium on the chemical composition of the soil are presented. the accumulation of trace elements in the soil depending on the dose was studied. with the help of the established mathematical regularity it is possible to predict the content of mobile chromium in meadow-chernozem soil depending on the
dose of its receipt. the influence of different doses of chromium on the content of chemical compounds in the soil during germination and harvesting of table beet plants is evaluated. changes in the content of macroelements in the soil when making various doses of chromium did not show a clear dependence, so it should be concluded that the anthropogenic intake of chromium does not have a significant impact on the content of nitrate nitrogen, mobile phosphorus and potassium.
Keywords: table beet, chromium, nitrogen, phosphorus, potassium, soil.
